家庭智能機器人成智能物聯(lián)網(wǎng)時代家庭核心終端
隨著中國人口紅利消失,機器人不僅在制造業(yè)上正在替代工人,還將在軍事、服務(wù)、娛樂等領(lǐng)域取代人類,“鋼鐵俠”已不僅僅存在于美國科幻電影中,而正走入我們的生活。
服務(wù)機器人是機器人家族中的一個年輕成員,其定位就是服務(wù)。當(dāng)前世界服務(wù)機器人市場化程度仍處于起步階段,但受簡單勞動力不足及老齡化等剛性驅(qū)動和科技發(fā)展促進的影響增長很快,根據(jù) marketsandmarkets 的報告,2012年全球服務(wù)機器人市場規(guī)模為 207.3 億美元,預(yù)計 2012-2017年年復(fù)合增長率將達到 17.4%,到 2017 年達到 461.8 億美元,行業(yè)空間巨大,中國作為后來者,增速將更快。
目前世界上至少有 48 個國家在發(fā)展機器人,其中 25 個國家已涉足服務(wù)型機器人開發(fā)。在日本、北美和歐洲,迄今已有 7 種類型計 40 余款服務(wù)型機器人進入實驗和半商業(yè)化應(yīng)用在服務(wù)機器人領(lǐng)域,發(fā)展處于前列的國家中,西方國家以美國、德國和法國為代表,亞洲以日本和韓國為代表。我國 2012 年制定了《服務(wù)機器人科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》扶持行業(yè)發(fā)展。
達芬奇機器人的產(chǎn)生預(yù)示著第三代外科手術(shù)時代的來臨,醫(yī)用機器人作為單位價值最高的專業(yè)服務(wù)機器人是當(dāng)前醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展熱點。全球領(lǐng)先的醫(yī)用機器人機器人公司直覺外科公司在 2013 年營收達 22.65 億美元,總市值達159.60 億美元。在未來的 4 年里,醫(yī)療機器會以每年 19%的速度增長,2016年全球市場規(guī)模估計會增長到 119 億美元。雖然我國醫(yī)用機器人普及率低、起步晚,但目前哈工大、博實股份等企業(yè)也開始積極介入。
世界經(jīng)濟增長引擎即將由 IT 進入 RT 時代,家庭智能機器人將成為智能物聯(lián)網(wǎng)時代家庭的核心終端。2012 年全球消費的智能家庭機器人產(chǎn)品總額已經(jīng)達到 16億美元,龍頭企業(yè) iRobot 2014 年上半年實現(xiàn)營收 2.54 億美元,全球市場占有率超過 60%,市值約 10 億美元。IFR 預(yù)測 2013-2016 年估計會有 2200萬臺智能家庭機器人得到銷售。雖然我國的家庭服務(wù)機器人技術(shù)相對落后,但目前相關(guān)企業(yè)做到研產(chǎn)結(jié)合,已經(jīng)初成規(guī)模,表現(xiàn)良好,空間巨大。
軍事機器人是 21 世紀(jì)各國軍事安全重點戰(zhàn)略:蒂爾集團稱未來 10 年全球無人機研發(fā)投入和采購需求將達到 940 億美元。軍用機器人強國包括美德英法意以日韓,這些國家不僅在技術(shù)處于研究的先列,其產(chǎn)品已經(jīng)在軍事上有了實際運用;我國與這些強國的技術(shù)差距明顯,受政策支持,軍事機器人相關(guān)企業(yè)發(fā)展前景明顯良好,可能成為企業(yè)未來強勁的收入保證。
前言
機器人革命是英國皇家工程學(xué)院 2009 年 8 月 19 日發(fā)布的一份名為《自主系統(tǒng)》的科學(xué)報告中提出的,因人工智能機器人和計算機將越來越多地出現(xiàn)在生活的方方面面,2019 年將迎來機器人革命。近兩年,隨著中國人口紅利下降,勞動力價格上升,機器人不僅在制造業(yè)正在替代工人,還將在軍事、偵察、服務(wù)、娛樂等領(lǐng)域超越人類。以Google 收購的波士頓動力學(xué)公司(BostonDynamics)設(shè)計的一款機器狗 LS3 為例,它可以在 24 小時不進行補給情況下,攜帶 181 公斤負載行進 32.2 公里,還能在樹林、巖石地、障礙物和城區(qū)等復(fù)雜地形中跟隨士兵行動。另外,用于偵察的無人飛機、無人汽車,用于陪護的機器人,用于孩子教育和娛樂的機器人,用于清潔的家庭機器人,“鋼鐵俠”已不僅存在于科幻電影中,機器人大軍正走入我們的生活。
機器人產(chǎn)融戰(zhàn)略專家羅百輝從機器人應(yīng)用環(huán)境出發(fā),將機器人分為兩大類,即工業(yè)機器人和服務(wù)機器人。工業(yè)機器人根據(jù)用途不同,大致可以分為焊接機器人、搬運機器人、噴漆機器人、涂膠機器人、裝配機器人、碼垛機器人、切割機器人、自動牽引車(AGV)機器人、凈室機器人等。而服務(wù)機器人則是除工業(yè)機器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進機器人,主要包括個人/家用服務(wù)機器人和專業(yè)服務(wù)機器人。其中,個人/家用機器人主要包括:家庭作業(yè)機器人、娛樂休閑機器人、殘障輔助機器人、住宅安全和監(jiān)視機器人等;專業(yè)服務(wù)機器人主要包括:場地機器人、專業(yè)清潔機器人、醫(yī)用機器人、物流用途機器人、檢查和維護保養(yǎng)機器人、建筑機器人、水下機器人,以及國防、營救和安全應(yīng)用機器人等等。
雖然目前中國機器人還處于初級階段,國產(chǎn)六軸機器人本體產(chǎn)量不到 2000 臺,核心部件減速器幾乎依賴進口,但是中國市場已成為全球最大的市場,制造業(yè)、物流業(yè)、服務(wù)領(lǐng)域、軍用領(lǐng)域潛在需求龐大。近兩年,中國機器人產(chǎn)業(yè)投資也是如火如荼,幾十家上市公司宣布進入機器人領(lǐng)域,而與此同時,機器人關(guān)鍵技術(shù)和核心零部件尚未突破,研發(fā)人員奇缺,低端機器人產(chǎn)能重復(fù)建設(shè)。目前國內(nèi)機器人產(chǎn)能是否過剩?中國機器人企業(yè)應(yīng)該采取怎樣的戰(zhàn)略?中國在哪些應(yīng)用領(lǐng)域有望實現(xiàn)進口替代?未來工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、軍用機器人的空間有多大?
一、服務(wù)機器人—全球 PR(Personal Robot)時代
1、定義:服務(wù)人類的非生產(chǎn)性機器人
根據(jù)國際機器人聯(lián)盟的定義,服務(wù)機器人是一種半自主或全自主工作的機器人,它能完成有意于人類健康的服務(wù)工作,但不包括從事生產(chǎn)的設(shè)備。
服務(wù)機器人的定位就是服務(wù)。從機器人的功能特點上來講,它與工業(yè)機器人的一個本質(zhì)區(qū)別在于,工業(yè)機器人的工作環(huán)境都是已知的,而服務(wù)機器人所面臨的工作環(huán)境絕大多數(shù)都是未知的。
2、剛性需求驅(qū)動,市場廣闊
機器人在世界范圍具有巨大的發(fā)展?jié)摿?,在發(fā)達的國家的服務(wù)機器人的發(fā)展更是有著廣闊的市場。服務(wù)機器人的發(fā)展受以下因素驅(qū)動:
簡單勞動力不足。由于發(fā)達國家的勞動力價格日趨上漲而且人們越來越不愿意從事自己不喜歡干的工作,類似于清潔、看護、保安等工作在發(fā)達國家從事的人越來越少。這種簡單勞動力的不足使服務(wù)機器人有著巨大的市場。
經(jīng)濟水平的提高。隨著經(jīng)濟水平的上升,人們可支配收入的增加,使得人們能夠購買服務(wù)機器人來解放簡單的重復(fù)勞動,獲得更多的空閑時間。
科技的發(fā)展。進入互聯(lián)網(wǎng)時代后人類的科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展,得益于計算機和微芯片的發(fā)展,智能機器人更新?lián)Q代的速度越來越快,成本下降,能實現(xiàn)的功能越來越多,實現(xiàn)更便捷更安全更精確。
老齡化問題。全球人口的老齡化帶來大量的問題,社會保障和服務(wù)、看護的需求更加緊迫,和醫(yī)療看護人員不足的沖突激化,服務(wù)機器人作為良好的解決方案有巨大的發(fā)展空間。
3、分類:個人/家用機器人和專業(yè)服務(wù)機器人
服務(wù)機器人是機器人家族中的一個年輕成員,與工業(yè)機器人對應(yīng),應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛,參照國際機器人聯(lián)盟(IFR)按照應(yīng)用領(lǐng)域劃分的分類,將服務(wù)機器人分為個人/家用機器人(Personal / Domestic Robots)和專業(yè)服務(wù)機器人(Professional Service Robots)兩大類。服務(wù)機器人的應(yīng)用范圍很廣,主要從事維護保養(yǎng)、修理、運輸、清洗、保安、救援、監(jiān)護等工作。其中,個人/家用機器人主要包括:家庭作業(yè)機器人、娛樂休閑機器人、殘障輔助機器人、住宅安全和監(jiān)視機器人等;專業(yè)服務(wù)機器人主要包括:場地機器人(Field robotics)、專業(yè)清潔機器人、醫(yī)用機器人、物流用途機器人、檢查和維護保養(yǎng)機器人、建筑機器人、水下機器人,以及國防、營救和安全應(yīng)用機器人等等。
4、服務(wù)機器人關(guān)鍵技術(shù):保持智能化
機器人是新型技術(shù)的融合,為了使之能夠適應(yīng)功能的需求及保持其智能化的穩(wěn)定性,服務(wù)機器人的主要關(guān)鍵技術(shù)如下:
5、服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu): 清晰多維
服務(wù)機器人行業(yè)生產(chǎn)所用的主要零部件為自動焊機、電子器件、微處理器、機器人用伺服電機、高精度減速器、機加件、氣動元器件、傳感器、電池、單板機等,歸屬于標(biāo)準(zhǔn)零部件、電子設(shè)備以及電子元器件等。服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)的下游則主要是醫(yī)療、家用、農(nóng)用、軍事等行業(yè)和領(lǐng)域。
二、世界服務(wù)機器人市場化程度—處于起步發(fā)展階段
1、服務(wù)機器人前列國家:美日韓德法
數(shù)據(jù)顯示,目前世界上至少有 48 個國家在發(fā)展機器人,其中 25 個國家已涉足服務(wù)型機器人開發(fā)。在日本、北美和歐洲,迄今已有 7 種類型計 40 余款服務(wù)型機器人進入實驗和半商業(yè)化應(yīng)用。日前美國正在致力于將為軍隊傷病員開發(fā)的機器人假肢和小型無人偵察直升機等技術(shù)轉(zhuǎn)為民用,歐盟最近啟動全球最大民用機器人研發(fā)項目,到 2020 年將投入 28 億歐元研發(fā)用于醫(yī)療、護理、家務(wù)、農(nóng)業(yè)和運輸?shù)阮I(lǐng)域的機器人。在服務(wù)機器人領(lǐng)域,發(fā)展處于前列的國家中,西方國家以美國、德國和法國為代表,亞洲以日本和韓國為代表。
美國是機器人的發(fā)源地,美國的機器人技術(shù)在國際上仍一直處于領(lǐng)先地位,其技術(shù)全面、先進,適應(yīng)性十分強,在軍用、醫(yī)療、家用服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)都占有絕對的優(yōu)勢,占服務(wù)機器人市場約 60%的份額。
日本是機器人生產(chǎn)、研發(fā)和使用大國,一直以來將機器人作為一個戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),在發(fā)展技術(shù)和資金方面一直給予著大力支持。有報告指出日本在 2006-2010 年 5 年間為了攻克關(guān)鍵的服務(wù)機器人技術(shù)每年投入 1000 萬美元用于研發(fā)服務(wù)機器人。近年來,巨大的老年護理市場需求促使企業(yè)競相研發(fā)小型家用機器人。2013 財年,日本政府撥款 23.9 億日元,幫助 24 家企業(yè)開發(fā)和推廣護理機器人。日本還計劃至2020 年,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)機器人市場規(guī)模翻番,擴大至 1.2 萬億日元(約合人民幣 732 億元), 主要增量將集中在服務(wù)機器人。護理和醫(yī)用機器人領(lǐng)域的市場規(guī)模也將達到 1.2 萬億日元,是現(xiàn)在的 20 倍。韓國將服務(wù)機器人技術(shù)列為未來國家發(fā)展的 10 大“發(fā)動機”產(chǎn)業(yè),把服務(wù)機器人作為國家的一個新的經(jīng)濟增長點進行重點發(fā)展,對機器人技術(shù)給予了重點扶持。
德國向來以嚴謹認真稱世,其服務(wù)機器人的研究和應(yīng)用方面在世界上處于公認的領(lǐng)先地位:其開發(fā)的機器人保姆 Care-O-Bot3 遍布全身的傳感器、立體彩色照相機、激光掃描儀和三維立體攝像頭,讓它既能識別生活用品也能避免誤傷主人;它還具有聲控或手勢控制有自我學(xué)習(xí)能力,還能聽懂語音命令和看懂手勢命令。
法國不僅在機器人擁有量上居于世界前列,而且在機器人應(yīng)用水平和應(yīng)用范圍上處于世界先進水平。法國政府一開始就比較重視機器人技術(shù),大力支持服務(wù)機器人研究計劃,并且建立起一個完整的科學(xué)技術(shù)體系,特別是把重點放在開展機器人的應(yīng)用研究上。
2、市場規(guī)模:增速快,空間廣闊
(1)當(dāng)前服務(wù)機器人市場銷量:增速快
根據(jù) IFR2013 年世界服務(wù)機器人統(tǒng)計報告,服務(wù)機器人 2012 年總銷量為 301.6 萬臺,總銷售額為 46.2 億美元。其中個人/家用服務(wù)機器人銷量為 300 萬臺,環(huán)比上升 20%,總銷售額為 12 億美元;專業(yè)服務(wù)機器人 2012 年總銷量為 16067 臺,環(huán)比增長 2%,銷售額為 34.2 億美元。
專業(yè)服務(wù)機器人:1998 年至今,專業(yè)服務(wù)機器人累計銷量已超過 12.6 萬臺。專業(yè)服務(wù)機器人 2012 年總銷量為 16067 臺,比 2011 年的 15776 臺增長了 2%,而 2012 年銷售額為 34.2 億美元,環(huán)比略降 1%。其中軍用機器人銷量為 6200 臺,約占總銷量 40%;場地機器人銷量為 5300臺,占銷量比例 33%;醫(yī)用機器人銷量 1308臺,環(huán)比上升 20%,占總銷量 8%;物流用途機器人 1376 臺,環(huán)比上升 11%,占專業(yè)服務(wù)機器人總量比例9%,銷售額為 1.96 億美元。在專業(yè)服務(wù)機器人中,醫(yī)用和物流用途機器人是增長潛力最大的兩類專業(yè)服務(wù)機器人。
個人/家用服務(wù)機器人:2012 年銷量約為 300 萬臺,環(huán)比上升 20%,總銷售額為 12 億美元。其中家用機器人銷量約 196 萬臺,銷售額 6.97 億美元,環(huán)比上升 53%;娛樂機器人銷量約為 110 萬臺,環(huán)比上升 29%,銷售額為 524 萬美元;殘障輔助機器人銷量為 159 臺,環(huán)比上升 2%。其中家用服務(wù)機器人和娛樂機器人大致占 97%的市場份額,殘障輔助機器人市場份額很小,目前覆蓋十分率低,但潛力大,因為當(dāng)前許多國家正在運作此類項目和計劃以推廣殘障輔助機器人的技術(shù)和使用率。根據(jù)中科院的研究分析,個人/家用服務(wù)機器人發(fā)展的三大趨勢是與人合作、以手機作為處理核心以及可以接通云服務(wù)的機器人,目前四大研究熱點是教育娛樂、公共安全、信息服務(wù)以及智能家居。
(2)未來預(yù)估服務(wù)機器人市場:五百億美元級別
IFR 報告預(yù)期,從 2013 年到 2016 年,全球工業(yè)機器人市場將以年均 6%的速度增長,中國是這一增長趨勢的領(lǐng)跑者,年均增長率達 15%。根據(jù) marketsandmarkets 的報告,2011 年全球服務(wù)機器人市場規(guī)模為 183.9 億美元,到 2012 年增長到 207.3 億美元,預(yù)計2012-2017年全球服務(wù)機器人市場規(guī)模復(fù)合增速將達到17.4%,到2017年達到461.8億美元。
對于專業(yè)服務(wù)機器,IFR 預(yù)測 2013-2016 年估計有 94800 臺專業(yè)服務(wù)機器人會得到安裝使用,銷售額達 171 億美元。其中軍用機器人銷量約達 28000 臺;場地機器人中的奶機器人銷量估計為 24500 臺。兩者占總專業(yè)服務(wù)機器人銷量55%。
對于個人/家用服務(wù)機器人,IFR 預(yù)測 2013-2016 年估計會有 220 萬個人/家用機器人得到銷售。其中家用機器人銷量估計為 1550 萬臺,銷售額達 56 億美元;娛樂機器人為350 萬臺;教育類機器人 300 萬臺;殘障輔助機器人估計為 6400 臺。隨著相互學(xué)習(xí)與共享知識云機器人技術(shù)獲得重大突破,小型家庭用輔助機器人大幅度降低生產(chǎn)成本,將在 2020 年之前形成至少累計 416 億美元的新興市場;另一方面雖然殘障輔助機器起步還是很慢,但可預(yù)測未來 20 年會有高速增長。
3、我國服務(wù)機器人的發(fā)展:起步慢機會大
智能服務(wù)機器人是未來各國經(jīng)濟發(fā)展的有力支柱之一,國家不斷提高對機器人產(chǎn)業(yè)的重視度,我國《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020 年)》把智能服務(wù)機器人列為未來15 年重點發(fā)展的前沿技術(shù),并于 2012 年制定了《服務(wù)機器人科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》支持行業(yè)發(fā)展。
我國的服務(wù)機器人市場從 2005 年前后才開始初具規(guī)模但我國在服務(wù)機器人領(lǐng)域的研發(fā)與日本、美國等國家相比起步較晚,與發(fā)達國家絕對差距還比較大,但相對起工業(yè)機器人而言則差距較小。因為服務(wù)一般都要結(jié)合特定市場進行開發(fā),本土企業(yè)更容易結(jié)合特定的環(huán)境和文化進行開發(fā)占據(jù)良好的市場定位,從而保持一定的競爭優(yōu)勢;另一方面,外國的服務(wù)機器人公司也屬于新興產(chǎn)業(yè),大部分成立的時候還比較短,因而我國的服務(wù)機器人產(chǎn)業(yè)面臨著比較大的機遇和可發(fā)展空間。
目前,我國的家用服務(wù)機器人主要有吸塵器機器人、教育、娛樂、保安機器人、智能輪椅機器人、智能穿戴機器人、智能玩具機器人,同時還有一批為服務(wù)機器人提供核心控制器、傳感器和驅(qū)動器功能部件的企業(yè)
4、國際服務(wù)機器人行業(yè)知名企業(yè)及我國領(lǐng)先科研機構(gòu)
國際服務(wù)機器人行業(yè)知名企業(yè)代表列舉如下:美國iRobot 公司、Remotec 公司、德國宇航中心、德國機器人技術(shù)商業(yè)集團、德國 KUKA Roboter Gmbh 公司等等。
我國服務(wù)機器人行業(yè)領(lǐng)先科研機構(gòu)列舉如下:湖北省智能機器人重點實驗室、北航機器人研究所、南開大學(xué)機器人與自動化研究所、上海交大機器人研究所和哈工大機器人實驗室等等;服務(wù)機器人行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)列舉如下:廣州中鳴數(shù)碼科技有限公司、沈陽尤尼克斯機器人有限公司、沈陽新松機器人自動化股份有限公司、盟立自動化科技(上海)有限公司及上海未來伙伴機器人有限公司等。
三、醫(yī)用機器人—第三代外科手術(shù)時代
1、行業(yè)概述: 醫(yī)療行業(yè)的新興增長點
從傳統(tǒng)的開刀手術(shù)到機器人手術(shù),人類歷經(jīng)了近 3 個世紀(jì)。18 世紀(jì) 80 年代,維也納外科醫(yī)生 Billroth 首次打開病人腹腔,完成了首例外科手術(shù)。這種傳統(tǒng)的開刀手術(shù)被稱為第一代外科手術(shù)并一直沿用至今。20 世紀(jì) 80 年代,以腹腔鏡膽囊切除術(shù)為標(biāo)志的微創(chuàng)手術(shù)取得突破性進展,在許多領(lǐng)域取代了傳統(tǒng)開刀手術(shù),稱為第二代外科手術(shù)。進入21 世紀(jì),手術(shù)機器人得到開發(fā)并迅速投入臨床應(yīng)用,被認為是外科發(fā)展史上的一次革命,也預(yù)示著第三代外科手術(shù)時代的來臨。
醫(yī)用機器人是一種智能型服務(wù)機器人,它能獨自編制操作計劃,依據(jù)實際情況確定動作程序,然后把動作變?yōu)椴僮鳈C構(gòu)的運動。隨著發(fā)達國家進入老齡化,醫(yī)療、護理和康復(fù)的需求增加,同時由于人們對生活品質(zhì)追求的提高,使得醫(yī)療不管在質(zhì)還是量都得滿足更高水準(zhǔn)的要求。另一方面,醫(yī)護人力相對缺乏,醫(yī)用機器人作為新興醫(yī)護手段具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
(1)醫(yī)用機器人用途廣泛,醫(yī)療衛(wèi)生智能化
醫(yī)用機器人集醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、機械學(xué)、機械力學(xué)、材料學(xué)、計算機圖形學(xué)、計算機視覺、數(shù)學(xué)分析、機器人等諸多學(xué)科為一體的新型交叉研究領(lǐng)域,在軍用和民用上有著廣泛的應(yīng)用前景,是目前機器人領(lǐng)域的一個研究熱點。
根據(jù) IFR 的分類,醫(yī)用機器人歸屬于專業(yè)服務(wù)機器人,其自身可以分為四個類別,診斷機器人、外科手術(shù)輔助機器人、康復(fù)機器人及其它。
醫(yī)用機器人用途主要為用于傷病員的手術(shù)、救援、轉(zhuǎn)運和康復(fù),是醫(yī)療衛(wèi)生裝備信息化、智能化的重要發(fā)展方向之一。尤其是外科手術(shù)機器人,醫(yī)生透過它所提供的靈巧操控、精準(zhǔn)定位以及術(shù)前規(guī)劃,可以使得病患手術(shù)傷口減小、術(shù)后迅速恢復(fù)正常生活等,達到精準(zhǔn)性和微創(chuàng)性兩大優(yōu)點。
(2)醫(yī)用機器人市場:單位價值最高的專業(yè)服務(wù)機器人
目前,全世界已有 33 個國家、800 多家醫(yī)院成功開展了 60 多萬例機器人手術(shù),手術(shù)種類涵蓋泌尿外科、婦產(chǎn)科、心臟外科、胸外科、肝膽外科、胃腸外科、耳鼻喉科等學(xué)科。根據(jù)國際機器人聯(lián)盟的2013年的機器人統(tǒng)計報告,2012年全球醫(yī)用機器人銷量為1308臺,同比增長 20%,占全部專業(yè)服務(wù)機器人銷量的 8%,市場規(guī)模約為 60 億美元。其中外科手術(shù)輔助機器人銷量為 1053 臺,環(huán)比上升 6%,總銷售額達 14.95 億,占醫(yī)用機器人銷售額的 44%。醫(yī)用機器人是單位價值最高的專業(yè)服務(wù)機器人,每臺醫(yī)用機器人(包括附件和零部件)售價可達 150 萬美元。
雖然當(dāng)前醫(yī)用機器人普及率還很低,并且安裝的大部分是發(fā)達國家,但摩根的近期的一個調(diào)查研究中問及外科醫(yī)生們未來他們會在自己在手術(shù)中多高頻率的使用醫(yī)用機器人,數(shù)據(jù)表明美國的外科醫(yī)生們認為未來 3-5 年里醫(yī)用機器人在手術(shù)中的使用率會迅速上升到一個比較高的層次,約占 50%,醫(yī)用機器人市場潛力巨大。IFR 預(yù)測在未來的 4年里,醫(yī)療機器會以每年 19%的速度增長,2016 年全球市場規(guī)模估計會增長到 119 億美元。
2、直覺外科公司(ISRG):全球領(lǐng)先的醫(yī)用機器人公司
直覺外科公司是全球領(lǐng)先的微創(chuàng)機器人輔助手術(shù)機器人公司,2013 年營收達 22.65 億美元,截止 2014 年第一季度達芬奇機器人累計銷售數(shù)量為 3039 臺,2014 年 8 月總市值達 159.60 億美元。
腹腔手術(shù)輔助醫(yī)用機器人的領(lǐng)軍者。直覺外科公司(達芬奇公司)(納斯達克股票代碼:ISRG),成立于 1995 年 11 月 9 日,是全球領(lǐng)先的微創(chuàng)機器人輔助手術(shù)機器人公司,是腹腔手術(shù)輔助醫(yī)用機器人的領(lǐng)軍者,主要負責(zé)設(shè)計、制造和銷售達芬奇外科系統(tǒng)及相關(guān)儀器配件。公司總部設(shè)于美國加州,在美國、西歐大部分國家(西班牙,葡萄牙,意大利和希臘)、韓國、捷克共和國、斯洛伐克、匈牙利等國家都有直接銷售結(jié)構(gòu)。截止13 年末,直覺外科公司共雇員工 2792 人,其中 325 人從事研究開發(fā),1018 人從事制造業(yè)和服務(wù),1449 人從事營銷、銷售和管理活動。
達芬奇機器人是目前世界上最成功的手術(shù)機器人系統(tǒng),它是為外科醫(yī)生手術(shù)操作中的直觀的控制運動、精細組織操作和三維高清晰度視覺能力而設(shè)計的,同時允許外科醫(yī)生進行微創(chuàng)手術(shù),其結(jié)構(gòu)包括一個外科醫(yī)生的控制臺,一個病人側(cè)車和高性能視覺系統(tǒng)。達芬奇外科系統(tǒng)模仿外科醫(yī)生的手部動作,用于控制臺上的儀器控制,通過微小的切口控制病人體內(nèi)的微小儀器。美國 FDA 已經(jīng)批準(zhǔn)將達芬奇機器人手術(shù)系統(tǒng)用于成人和兒童的普通外科、胸外科、泌尿外科、婦產(chǎn)科、頭頸外科以及心臟手術(shù)。
主營業(yè)務(wù):達芬奇機器人。直覺外科公司負責(zé)設(shè)計、制造和銷售達芬奇機器人及相關(guān)儀器配件
成長迅猛,市場逐步國際化。得益于世界市場對醫(yī)用機器人持續(xù)認可和需求增長,直覺外科公司在過去的 10 年里成長迅速。達芬奇機器人使用范圍復(fù)合增長16%,使用頻率達 52.3 萬次,10 年里收入復(fù)合增長率達 132%;2013 年末收入 22.65 億美元,毛利率保持持續(xù)上升的絕對高位,2013 年達 70.38%;其凈利潤增長迅速,2013 年凈利潤 6.71億美元,復(fù)合增長率達 140%;凈利率穩(wěn)中有升,2013 年達 29.62%。截止 2014 年第一季度,3039 臺達芬奇機器人已經(jīng)得到安裝使用,其中美國占2116 臺,歐洲 488 臺,其它地區(qū) 435 臺。
直覺外科公司以銷售其達芬奇機器人系統(tǒng)及其配件為主,輔之提供相應(yīng)的安裝和培訓(xùn)服務(wù),銷售機器本身貢獻了大部分的收入,但近年來銷售配件及提供服務(wù)在收入所占的比例越來越大,13 年工具及配件收入超過達芬奇系統(tǒng)占比 46%。
直覺外科公司的市場以美國本國市場為主,收入占比大于七成;2001 年開始拓寬國際市場,2011 年成功收購韓國的銷售代理將觸角伸及亞洲,目前,西歐大部分國家(除西班牙,葡萄牙,意大利和希臘)、韓國、捷克共和國、斯洛伐克、匈牙利等國家都有直接銷售結(jié)構(gòu),2013 年國際收入占比 28%。
隨著需求提高和營銷推進市場潛力巨大。直覺外科公司是全球領(lǐng)先的微創(chuàng)機器人輔助手術(shù)機器人公司,其銷售市場已經(jīng)擴展到全場市場,截止 2014 年第一季度,3039 臺達芬奇機器人已經(jīng)得到安裝使用,其中美國占 2116 臺,歐洲 488 臺,其它地區(qū) 435 臺。
目前,直覺外科公司在復(fù)雜的外科手術(shù)中機器人應(yīng)用技術(shù)嫻熟,美國的達芬奇機器人滲透率和使用率相對于其他地區(qū)和國家明顯更高,隨著更多國家對醫(yī)療機器的需求提高和直覺外科公司在國際市場的營銷推進,達芬奇機器人的市場潛力巨大。
直覺外科公司微創(chuàng)機器人輔助手術(shù)機器人的領(lǐng)先者,其機器人系統(tǒng)在各類外科手術(shù)中的市場份額呈階度分布,在復(fù)雜手術(shù)中的地位領(lǐng)先。隨著直覺外科公司在科研技術(shù)方面的繼續(xù)投入和發(fā)展,可預(yù)期直覺外科在相當(dāng)一段時間內(nèi)會保持領(lǐng)先的競爭優(yōu)勢。
營利模式穩(wěn)健。直覺外科公司的營利模式以銷售達芬奇機器人為依附,獲得較長期穩(wěn)定的重復(fù)消耗的耗材、配件工具及服務(wù)等收入。每臺達芬奇機器人售價約為 100-230 萬美元,而其耗材及配件為700-3200 美元/年/臺,服務(wù)為 10-17 萬美元/年/臺。2009 年開始配件及服務(wù)收入超過達芬奇機器人,未來這種趨勢還會持續(xù)。
3、我國醫(yī)用機器人的發(fā)展:技術(shù)有所突破,挑戰(zhàn)與機遇并存
(1)總體水平:整體水平低,普及率低
醫(yī)用機器人在我國現(xiàn)在還處于整體水平技術(shù)低下發(fā)展緩慢的階段,與發(fā)達國家差距巨大,缺乏研究醫(yī)用機器人的人才和技術(shù)。我國目前還沒有成型的規(guī)?;t(yī)用機器人產(chǎn)品,中國機器人網(wǎng)上列出的醫(yī)療機器人除了上海硅萊實業(yè)有限公司生產(chǎn)的便攜式牙科治療機之外都是小型機器人部件,而便攜式牙科治療機的功能簡單,價格低下。
但在國家的支持下,我國的醫(yī)用機器人也取得了一定的突破,2013 年 11 月,哈工大機器人研究所研制的“微創(chuàng)腹腔外科手術(shù)機器人系統(tǒng)”,通過了國家“863”計劃專家組的驗收。這一手術(shù)機器人的出現(xiàn)意味著進口達芬奇手術(shù)機器人技術(shù)壟斷的打破,我國將加快實現(xiàn)國產(chǎn)微創(chuàng)手術(shù)機器人輔助外科手術(shù)機器的開發(fā)。2014 年 3 月由妙手機器人科技集團和天津大學(xué)合作研發(fā)的“S 妙手”機器人首次用于臨床為 3 位患者進行了胃穿孔修補術(shù)和闌尾切除術(shù)。與此同時,許多高校和企業(yè)也正在把醫(yī)用機器人研究開發(fā)作為重點課題項目進行合作,其中,胃鏡診斷治療輔助機器人系統(tǒng)研制就是十二五國家科技支撐計劃課題,由博實股份主導(dǎo),為解決胃腸道疾病治療過程中的及時止血難題,以提升我國先進醫(yī)療裝備的創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化。
目前我國醫(yī)用機器人的普及率和使用率低下,截止直覺外科公司 2014 年第一季度的統(tǒng)計報告,我國只安裝了 25 臺達芬奇機器人,而臺灣、韓國及日本則已經(jīng)安裝了 20、44以及 178 臺達芬奇機器人。而根據(jù)世界銀行 2014 年 1 月公布的人口數(shù)據(jù),大陸人口分別是臺灣、韓國及日本的 58 倍、27 倍和 10 倍。雖然我國目前醫(yī)用機器人使用率和普及率低下,但這也反映出我國醫(yī)用機器人的市場潛力巨大。許多企業(yè)比如博實、新松機器人都在公司的產(chǎn)品規(guī)劃中加入了醫(yī)療機器人開發(fā)的戰(zhàn)略布局,而國際企業(yè)也針對我國市場擴大產(chǎn)能。比如 2013 年安川在中國常州新建工廠進行了產(chǎn)能擴張并計劃推出一款針對中國市場的康復(fù)機器人。
(2)我國醫(yī)用機器人有其剛性驅(qū)動因素,市場規(guī)??蛇_億級
醫(yī)用機器人會是我國醫(yī)療工具和手段的前沿發(fā)展方向,驅(qū)動其發(fā)展的因素有:對各種疾病斷和治療的巨大高端技術(shù)需求、老齡化對老殘輔助和護理的社會壓力以及高素養(yǎng)醫(yī)護人員的缺乏導(dǎo)致的供需矛盾。
醫(yī)用機器人與傳統(tǒng)人工技術(shù)相比有許多技術(shù)優(yōu)勢,具有精細化智能化微創(chuàng)化的特點,可以更精確地診斷癥狀,科學(xué)分析病理,降低人工操作失誤,并可以減少患者在手術(shù)過程中的痛苦,使患者恢復(fù)的速度加快。醫(yī)用機器人在我國經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展進入更高層次的時候必定替代一部分傳統(tǒng)的人工技術(shù)。
目前我國已成為世界上人口老齡化速度最快的國家之一。2012 年的數(shù)據(jù)顯示,未來 5年中國超過 60 歲的老人將達到 1.49 億人,占總?cè)丝诘?11%,占世界老齡人口總數(shù)的五分之一,我國在可預(yù)見的未來對于養(yǎng)老護理的需求極大;另外,我國的殘疾人總數(shù)巨大,2013 年已經(jīng)與德國總?cè)丝跀?shù)相當(dāng),對殘障機器人和康復(fù)機器人的需求總量大。
我國是一個發(fā)展中的人口大國,醫(yī)生和護士人數(shù)相對于人口基數(shù)十分缺乏,根據(jù)世界銀行 2014 年公布的數(shù)據(jù),我國每千人的護士僅為世界人均量的0.46,占日本的 0.4,占美國的 0.15;我國每千人的醫(yī)生人數(shù)僅為日本的 0.79,僅為德國的一半。因而醫(yī)護人員的不足引起的供需矛盾使得醫(yī)用機器人的發(fā)展具有更多的動力。
在這些驅(qū)動因素的促進下,我國未來的醫(yī)用機器人發(fā)展市場巨大,根據(jù) IFR 預(yù)測,2013至 2016 年的 4 年里醫(yī)療機器人會以每年 19%的速度增長,2016 年全球市場規(guī)模估計會增長到 119 億美元。而中國作為服務(wù)機器人的高速增長部分,按目前我國市場占外科直覺公司的銷售比例估計,2016 年中國的醫(yī)療機器人會達到 0.97 億美元的市場規(guī)模。
(3)國內(nèi)重點醫(yī)用機器人公司/研究機構(gòu):醫(yī)療技術(shù)商業(yè)化有待提高
隨著醫(yī)用機器人技術(shù)的不斷突破和發(fā)展,從 2005年開始我國有一批重點高校科研醫(yī)院單位及研究所在研究醫(yī)用機器人系統(tǒng)并取得了一些小成就,比如哈工大的微創(chuàng)腹腔外科手術(shù)機器已經(jīng)成功被專家驗收,天津大學(xué)的妙手機器人在今年 3 月份開始臨床使用;同時,隨著醫(yī)用機器人商業(yè)化市場化的可能性愈發(fā)明晰,已經(jīng)有部分企業(yè)正在生產(chǎn)或者打算進軍醫(yī)用機器人細分行業(yè),其中就包括機器人領(lǐng)先企業(yè)的博實股份和新松機器人。
四、家庭智能機器人—智能物聯(lián)網(wǎng)時代家庭的核心終端
1、行業(yè)概述:物聯(lián)網(wǎng)時代的家用智能機器人
隨著智能技術(shù)的發(fā)展,在 21 世紀(jì)的頭十年物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)開始和互聯(lián)網(wǎng)一樣引人注目。物聯(lián)網(wǎng)這個名詞最初由 1999 年美國麻省理工學(xué)院提出,即通過信息傳感設(shè)備把用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信,以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò),被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會引起現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的大洗牌,而智能機器人正是在新一輪發(fā)展中極具前景的產(chǎn)業(yè),未來一定是機器人的時代,家庭智能服務(wù)機器人就是物聯(lián)網(wǎng)時代家庭的核心終端。
家庭智能機器人是指為人類服務(wù)的智能機器人,主要從事家庭服務(wù),包括維護、保養(yǎng)、修理、運輸、清洗、監(jiān)護等工作,家庭智能機器人被定位為智能物聯(lián)網(wǎng)時代中家庭物聯(lián)網(wǎng)的核心信息中樞,具有人性化交互、運動化控制和組件化成長的特性。按照應(yīng)用范圍和用途的不同,家庭智能機器人分為電器機器人、娛樂機器人、廚師機器人、搬運機器人、不動機器人、移動助理機器人和類人機器人。
2、市場規(guī)模:世界經(jīng)濟增長引擎即將由 IT 進入 RT 時代
家用智能機器人被認為是未來最具發(fā)展?jié)摿Φ男屡d產(chǎn)業(yè)之一,美國研究公司(ABIResearch)的統(tǒng)計,2012 年全球消費的智能家庭機器人產(chǎn)品總額已經(jīng)達到 16 億美元。IFR 預(yù)測 2013-2016 年估計會有 2200 萬臺智能家庭機器人得到銷售。其中家用機器人銷量估計為 155 萬臺,銷售額達 56 億美元;娛樂機器人為 350 萬臺;教育類機器人300 萬臺。隨著相互學(xué)習(xí)與共享知識云機器人技術(shù)獲得重大突破,小型家庭用輔助機器人大幅度降低生產(chǎn)成本,將在 2020 年之前形成至少累計 416 億美元的新興市場。世界經(jīng)濟增長引擎即將由 IT 進入 RT 時代(Robotics technology)。
日本是世界上機器人開發(fā)和研究最發(fā)達的國家之一,2010年家庭智能機器人產(chǎn)量為 4萬臺,約占全世界 50%;韓國也在積極開發(fā)家用機器人,2010 年個人服務(wù)用機器人產(chǎn)值為 1717 億韓元,韓國政府計劃到 2020 年讓每個韓國家庭都擁有一個能做家務(wù)的機器人。而中國家用智能機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模尚未形成,缺乏大型支柱企業(yè),也沒有形成有影響力的品牌,僅占全球機器人市場的 4.5%。目前的狀況是,中國家用智能機器人的電機、驅(qū)動器、減速器等關(guān)鍵部件主要靠進口,國產(chǎn)性能較差。
3、家庭清潔機器人:最成熟的智能家庭機器人
家庭清潔機器人是指能夠進行家庭家務(wù)自動智能清潔的機器人,是集機械學(xué)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)、機器人技術(shù)、人工智能等諸多學(xué)科為一體的機器人。
吸塵機器人是智能移動機器人實用化發(fā)展的先行者,其研究始于 20 世紀(jì) 80 年代,而德國凱馳 2006 年生產(chǎn)的 Rc3000 是世界上第一臺能夠自行完成所有家庭地面清潔工作的清潔機器人,其內(nèi)置有光電傳感器和芯片控制,包含四種清潔程序,當(dāng)遇到障礙時,會隨機改變一個角度然后繼續(xù)直走,直到遇到新的障礙物,會自動回到充電站完成充電和垃圾處理的任務(wù),同時能夠根據(jù)用戶設(shè)定的信息來控制機器人完成相應(yīng)的操作。
家庭清潔機器人目前主要分為兩個分類,一種是掃地機器人,一種是拖地機器人(包括干洗和濕洗)。智能掃地器是一種配備了微電腦系統(tǒng)的吸塵器,是靠吸力打掃衛(wèi)生的,能夠按照人們的設(shè)置自動智能地清潔房間的某一特定部分或全部并完成自動充電,適合幾乎所有的地面,包括地板、地磚、地毯及部分地毯;拖地機器人則在使用中會用到水,一般靠噴水后再吸水來清潔。
家庭清潔機器人市場發(fā)展:歷史短,發(fā)展迅速。家庭清潔機器人 21 世紀(jì)的新產(chǎn)品,但在其短短十幾年的歷史里卻有著迅猛的發(fā)展,許多國家已經(jīng)涉足并開發(fā)出家庭清潔機器人,其中前沿的國家主要有美國、德國、日本、瑞典及韓國等。
智能吸塵機器人是一個巨大的市場, 隨著經(jīng)濟水平和技術(shù)的提高,掃地機器人將會替代更多的傳統(tǒng)型掃地設(shè)備,2013 年數(shù)據(jù)統(tǒng)計,在家庭掃地市場上,北美市場為 22 億美元,機器人占 18%;歐洲、中東及非洲地區(qū)(EMEA)市場達 25 億美元,機器人占 20%;環(huán)太平洋與日本(APAC)市場為 22 億美元,其中機器人占 16%。
掃地機器市場具有巨大的潛力,增長勢頭強勁。13 年家庭掃地機器人市場規(guī)模大于 12億美元,過去三年復(fù)合增長率達 21.8%。掃地機器人對傳統(tǒng)掃地設(shè)備的替代率不斷提高,13 年占掃地設(shè)備市場 18.1%。